JP3797277B2 - Radar - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続波を周波数変調した電波を送受信して物標の探知を行うレーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車載用レーダとして、ミリ波を利用したＦＭ−ＣＷレーダが開発されている。ＦＭ−ＣＷレーダは、連続波（ＣＷ）を周波数変調（ＦＭ）した電波を送受信して物標の探知を行う。すなわち、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを繰り返す送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信するようにし、送信信号と受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに基づいて物標の相対距離および相対速度を求めるものである。また、上記の動作を所定方位を向く１つのビームについて行い、そのビーム方位を順次変化させることによって、所定方位角範囲について分布する物標の方位を求める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
物標が単一である場合には、上り変調区間と下り変調区間において、物標からの反射波に基づくビート信号の周波数スペクトルにそれぞれ単一の突出部が生じる。従って、その突出部のピーク周波数を、上り変調区間のビート信号の周波数（以下「アップビート周波数」という。）と下り変調区間のビート信号の周波数（以下「ダウンビート周波数」という。）とに基づいて、物標の相対距離および相対速度を求めることができる。
【０００４】
ところが、探知範囲内に複数の物標が存在する場合には、同一ビームについて、上り変調区間と下り変調区間のそれぞれにおいて、周波数スペクトルに多数の突出部が生じる。そのため、複数のアップビート周波数と複数のダウンビート周波数との組み合わせ（以下「ペアリング」という。）にミスが生じるおそれがあった。
また、車載用レーダとして用いる場合に、車両と静止物との判定が重要となる。
【０００５】
そこで、▲１▼特開平７−９８３７５には、車速と同じ相対速度の物標を静止物と判定するようにしたレーダが示されている。▲２▼特開平５−２３２２１４には、車速と同じ相対速度でビート信号の周波数スペクトルが広がっているものを静止物と判定するレーダが示されている。▲３▼特開平１１−２１１８１１には、ビート信号の周波数スペクトルに所定密度以上のピークが存在する時、連続路側物であるものと判定するようにしたレーダが示されている。また、▲４▼特開２０００−１４７１０３には、過去の静止物位置データより静止物によるデータを推測するようにしたレーダが示されている。
【０００６】
ところが、本願発明者らの研究によれば、このような従来のレーダには、次のような課題が有ることを見出した。
【０００７】
▲１▼▲２▼のレーダにおいては、ペアリングにミスが生じると静止物の検知ができず、静止物の方向の或る距離に動体が存在するものとして誤検知してしまう。
【０００８】
▲３▼のレーダにおいては、道路標識や何らかの支柱など、方位方向に狭い物標に対しては路側物として検知できない。
【０００９】
▲４▼のレーダにおいては、連続路側物等は、常に同じ位置（方位）からの反射信号強度が大きいという訳ではないため、履歴から抽出するのは容易ではない。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して、静止物の検知を容易且つ確実なものとし、ペアリングのミスも抑えるようにしたレーダを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とが時間的に三角波状に繰り返し変化する送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信する送受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに関するデータを求める周波数分析手段と、
同一物標に起因して生じた、前記上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、前記下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部とのペアを抽出するペア抽出手段と、
該ペアをなす２つの突出部の周波数に基づいて、物標の相対距離・相対速度の少なくとも一方を検知する手段とを備えたレーダにおいて、
当該レーダ以外の手段により測定された、当該レーダが搭載された移動体の移動速度のデータを入力する手段を設け、
前記ペア抽出手段が、前記移動速度のデータに基づき、静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算するとともに、該周波数差に対応する突出部の組み合わせのペア評価値には所定の重みを付けた上で、該ペア評価値の高い順に突出部の組み合わせを抽出するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
前記ペア抽出手段としては、第１突出部と第２突出部との信号強度の一致度を、前記周波数差に対応する突出部の組み合わせには所定の重みを付けた上で求め、一致度から前記ペア評価値を求める。
【００１３】
また、この発明は、前記送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させる走査手段を備え、前記ペア抽出手段を、第１突出部と第２突出部との方位の一致度、前記周波数差に対応する突出部の組み合わせには所定の重みを付けた上で求め、一致度から前記ペア評価値を求める。
【００１４】
また、この発明は、前記ペア抽出手段が、第１突出部と第２突出部との方位方向の信号強度プロファイルの相関度を、前記周波数差に対応する突出部の組み合わせには所定の重みを付けた上で求め、該相関度から前記ペア評価値を求める。
【００１５】
また、この発明は、静止物に対応した周波数差の関係となるペアが、方位方向または距離方向に所定数連続する場合に、それらを連続静止物と判定する手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、この発明は、前記連続静止物の存在領域に、静止物に対応した周波数差の関係となるペアを検知したとき、そのペアの抽出が誤りであるものとして判定する手段を設けたことを特徴としている。
【００１７】
また、この発明は、前記連続静止物より遠方に検知した物標に関しては、その検知結果を出力しないようにする手段を設けたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態に係るレーダの構成をブロック図として図１に示す。
図１において、１はＲＦブロック、２は信号処理ブロックである。ＲＦブロック１は、レーダ測定用の電波を送受信し、送信波と受信波とのビート信号を信号処理ブロック２へ出力する。信号処理ブロック２の変調カウンタ１１は、結果的にＤＡコンバータ１０から三角波信号を発生させるためのカウントを行い、その値をＤＡコンバータ１０へ出力する。ＤＡコンバータ１０は、それをアナログ電圧信号に変換してＲＦブロック１のＶＣＯ（電圧制御発振器）８へ与える。これにより送信波をＦＭ変調する。すなわち、ＶＣＯ８の発振信号はアイソレータ７、カプラ６、サーキュレータ５を介して１次放射器４へ供給される。この１次放射器４は、誘電体レンズ３の焦点面または焦点面付近にあって、誘電体レンズ３は、１次放射器４から放射されるミリ波信号を鋭いビームとして送信する。物標（車両など）からの反射波が誘電体レンズ３を介し１次放射器４へ入射されると、受信信号がサーキュレータ５を介してミキサ９へ導かれる。ミキサ９には、この受信信号とカプラ６からの送信信号の一部であるローカル信号とを入力して、その周波数差の信号に相当するビート信号を中間周波信号として信号処理ブロック２のＡＤコンバータ１２へ出力する。ＡＤコンバータ１２は、これをデジタルデータに変換する。ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）１３は、ＡＤコンバータ１２から入力したデータ列をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して、後述するように、物標の相対距離および相対速度を算出する。
【００１９】
ＲＦブロック１内の１６で示す部分は、１次放射器４を誘電体レンズ３の焦点面またはそれに平行な面内を平行移動させるスキャンユニットである。この１次放射器４が設けられている可動部と固定部側との間に０ｄＢカプラを構成している。Ｍで示す部分は、その駆動用モータを示している。このモータによって、例えば１００ｍｓ周期で−１０度から＋１０度の範囲をビーム走査する。
信号処理ブロック２内の１４は、変調カウンタ１１およびスキャンユニット１６を制御するマイクロプロセッサである。このマイクロプロセッサ１４は、スキャンユニット１６に対してビーム方位を所定角度に向けるとともに、その静止時間内に上り区間と下り区間の一山分の三角波でＶＣＯ８を変調するように、カウント周期を定める。このマイクロプロセッサ１４が本発明に係る「走査手段」に相当する。マイクロプロセッサ１４は、ＤＳＰ１３が求めた、上り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部と、下り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部とのペアを抽出（ペアリング）する。また、車速センサ１５は自車速を検出するセンサであり、マイクロプロセッサ１４は、この車速センサ１５から自車速を読み取り、静止物に対応したペアを優先的にペアリングする。
【００２０】
図２は、物標までの距離と相対速度に起因する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示している。送信信号の周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差がアップビートの周波数ｆBUであり、送信信号の周波数下降時における送信信号と受信信号との周波数差がダウンビートの周波数ｆBDである。Δｆは周波数偏位幅である。この送信信号と受信信号の三角波の時間軸上のずれ（時間差）が、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当する。また、送信信号と受信信号の周波数軸上のずれがドップラシフト量であり、これはアンテナに対する物標の相対速度に起因して生じる。この時間差とドップラシフト量によってアップビートｆBUとダウンビートｆBDの値が変化する。すなわち、このアップビートとダウンビートの周波数を検出することによって、レーダから物標までの距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出する。
【００２１】
図３は、レーダの送受信ビームの方位と複数の物標との関係の例を示している。ここでＢｏは自車に搭載されたレーダの正面方向である。Ｂ+1，Ｂ+2・・・は、正面から右方向にビーム方位を変異させた時の各ビーム方位を示している。同様に，Ｂ-1，Ｂ-2・・・は、正面から左方向にビーム方位を変異させた時の各ビーム方位を示している。
【００２２】
図３において丸く示している物標ＯＢ２，ＯＢ５は、固定された路側物である。また、四角く表している物標ＯＢ１，ＯＢ３，ＯＢ４は、自車の前方に存在する他車である。矢印はそれらの走行方向を示している。
【００２３】
図３において、ＯＢ２，ＯＢ５等の路側物や路上の駐車車両等の静止物の相対速度は、自車速と同一速度である。そこで、車速センサで求めた自車速のデータを利用してペアリングを行うことにより、ペアリング精度の向上を図る。
【００２４】
渋滞のない通常の走行状態では、レーダが捉える物標はガードレール、標識、防音壁、街灯等の静止物の数の方が多い。また、走行している車両も渋滞時以外は所定の車間距離を保って走行していることが多いため、２台の車両が静止物と同程度の周波数差（アップビート周波数とダウンビート周波数の差）に相当する間隔になるような状況はほとんど生じない。
【００２５】
そこで、静止物に対応した上り変調区間と下り変調区間の周波数スペクトルに表れる突出部の周波数差を自車速に基づいて逆算し、その周波数差に対応するペアをまず抽出し、その後、残った突出部同士の中でペアリングを行うことによって動体物の物標の距離・速度を算出する。
【００２６】
図４は、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルの例を示している。ここで実線は上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトル、破線は下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルである。図４に示した周波数範囲では、上り変調区間でのビート信号に３つの突出部が、下り変調区間のビート信号に２つの突出部がそれぞれ生じている。そして、この時、自車速Ｖが１００ｋｍ／ｈである時、変調信号の中心周波数ｆ０を、ｆ０＝７６．５ＧＨｚとすれば、上り変調区間でのビート信号の周波数と、下り変調区間でのビート信号の周波数との差は次のようになる。
【００２７】
【００２８】
図４に示した例では、上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる２つの突出部と下り変調区間ビート信号の周波数スペクトルに現れる２つの突出部とが２８．３ｋＨｚの周波数差を持つため、これらをそれぞれペアとして抽出する。すなわち２つの静止物が検知できる。
【００２９】
但し、静止物に対応する周波数差となる突出部同士をペアとして抽出するだけでは次のような問題が生じる。
【００３０】
上述の例で、周波数偏位幅Δｆ＝３００ＭＨｚ、変調周期の逆数すなわち変調周期ｆｍが５００Ｈｚ、２台の車両が約１４．１ｍ間隔で１００ｋｍ／ｈで走行している時に、
ビート信号の周波数差ｆB （＝ｆBU−ｆBD）は、
【００３１】
この関係から、この２台の車両の反射波による突出部のピーク周波数間隔が静止物により生じる周波数差に略一致することになる。
【００３２】
図６はその例について示している。図６は上り変調区間と下り変調区間について、ビート信号の周波数スペクトルと２つの車両の状態を示している。（Ａ）は０ｋｍ／ｈの車両すなわち静止車両によって生じるスペクトルを、また、（Ｂ）は自車両から所定距離離れた前方を、２つの車両が車間距離１４．１ｍで１００ｋｍ／ｈで走行している時のスペクトルを示している。
【００３３】
このように２つの物標により生じる２つの突出部同士のペアリングを行う際、静止物に対応する周波数差２８．３ｋＨｚの組合せとなる突出部同士を優先的にペアとして抽出してしまうおそれがある。
【００３４】
また、その他の状況として、急なカーブの存在する所や、危険な走行を行う車両が存在する場合等においても、走行物と静止物とを認識し誤るおそれが生じる。
【００３５】
そこで、上り変調区間と下り変調区間でのビート信号の周波数差が静止物により生じる周波数差の関係になる組合せだけでペアリングするのではなく、よりペアらしいものをペアとして抽出するように次のような処理を行う。
【００３６】
図５は、図１に示したＤＳＰ１３およびマイクロプロセッサ１４の処理手順を示すフローチャートである。まず、車速センサ１５から自車速のデータを読み取る（ｓ１）。続いて、スキャンユニット１６の制御によって、ビームを初期方位に向ける（ｓ２）。その状態で、Ａ／Ｄコンバータ１２により変換されたビート信号のディジタルデータを所定のサンプリング数だけ取得し、それについてＦＦＴ処理する（ｓ３→ｓ４）。
【００３７】
続いて、周波数スペクトルの信号強度が山型に突出する部分を検出し、そのピーク周波数およびピーク周波数における信号強度を抽出する（ｓ５）。
【００３８】
その後、前回の隣接するビーム方位において抽出したピーク周波数およびその信号強度を参照して、今回のビーム方位におけるピーク周波数と、その信号強度をどのグループに入れるかを判定する（ｓ６）。すなわち、ピーク周波数の周波数差が一定周波数以内であるものをグルーピングする。
【００３９】
その後、ビーム方位をビーム１本分変位させ、同様の処理を行う（ｎ７→ｓ８→ｓ３→・・・）。
【００４０】
以上の処理を最終ビームまで繰り返し行うことによって、方位方向に所定幅広がる探知範囲について、上り変調区間と下り変調区間についてのビーム方位毎のピーク周波数スペクトルを求める。
【００４１】
続いて、各グループの、代表方位、代表ピーク周波数、代表信号強度をペア候補、方位方向のレベルプロファイルを求める（ｓ９）。例えばビーム方位方向と周波数軸方向に広がるグループの中心方位を代表方位とし、その方位において周波数軸上に広がる周波数範囲の中心を代表ピーク周波数とし、その代表ピーク周波数における信号強度を代表信号強度とする。また、グループの代表周波数における方位方向の信号強度変化を信号強度プロファイルとしてを求める。これらの各グループの代表値を上り変調区間と下り変調区間についてそれぞれ求める。
【００４２】
その後、ペア候補のうち静止物に対応した周波数差の関係にあるペアが優先的にペアとなるように、一致度の重み付けを行った後、ペアリングを行う（ｓ１０→ｓ１１）。
【００４３】
ここで、信号強度の一致度をＭａ、方位の一致度をＭｄ、信号強度プロファイルの一致度をＭｃとし、ペアらしさを表すペア評価値の重みをｍとすると、
ペア評価値Ｅは
Ｅ＝ｍ（Ｍａ＊Ｍｄ＊Ｍｃ） …(1)
として表される。これらの一致度Ｍａ，Ｍｄ，Ｍｃは０〜１の係数、重みｍは１以上の値である。
【００４４】
ペア候補として抽出された突出部グループの代表値の全ての組合せについて、このペア評価値Ｅを求め、その値が最大となるものから順にペアとする。上記重みｍは、静止物に対応する周波数差となるペアに対して、１を超える大きな値を与える。その他のペアに対してはｍ＝１とする。
【００４５】
上述の例では、信号強度の一致度、方位の一致度、信号強度プロファイルの一致度に対して重みｍを掛けることによってペア評価値Ｅを求めるようにしたが、静止物に対応する周波数差の組合せが優先的にペアとして抽出されるように、上記３つの一致度を個別に修正するようにしてもよい。
【００４６】
図７は信号強度の一致度を修正する例について示している。ここでＡ，Ｂは上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部、α，βは下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部である。ここで、図７に示した例では、αとＡとの信号強度の差は３ｄＢ、αとＢとの信号強度の差は１ｄＢである。しかし、αとＡとの組合せは、静止物に対応する周波数差であるので、その信号強度の差を３ｄＢだけ小さくして信号強度の一致度を求める。したがって、αとＡとは信号強度の差が修正後に０ｄＢとなって、αとＢとの組合せより、αとＡとの組合せが優先される。修正後の信号強度一致度をＭａ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ′＊Ｍｄ＊Ｍｃ） …(2)
で表される。
【００４７】
図８は方位の一致度を修正する例について示している。図８の（Ａ）は、方位の異なるビーム毎の上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図、（Ｂ）は、下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図である。ここで横軸にビーム方位、縦軸に周波数スペクトルに含まれる突出部の周波数を採って直角座標で表している。
【００４８】
この例では、（Ａ）に示すように上り変調区間で、ビーム方位Ｂｊおよび周波数Ｆａを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｕ１が生じている。また、（Ｂ）に示すように下り変調区間でビーム方位Ｂｉおよび周波数Ｆｂを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｄ１が生じている。また、下り変調区間でビーム方位Ｂｋおよび周波数Ｆｃを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｄ２が生じている。
【００４９】
ここで、グループＧｕ１の代表周波数Ｆａと、グループＧｄ２の代表周波数Ｆｃとの周波数差が、静止物に対応する周波数差であるとき、グループＧｕ１の代表方位ＢｊとグループＧｄ２の代表方位Ｂｋとの方位角度差が±１．０°以内のものについては同一方位であるものとみなす。グループＧｕ１の代表周波数ＦａとグループＧｄ１の代表周波数Ｆｂとの周波数差は、上記静止物に対応する周波数差ではないので、両グループの代表方位の角度差はＢｊとＢｉとの差のまま扱う。
【００５０】
このようにして方位の一致度について修正を行う。この時の修正後の方位一致度をＭｄ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ＊Ｍｄ′＊Ｍｃ） …(2)
で表される。
【００５１】
図９は、信号強度プロファイルの一致度を修正する例について示している。
ここでグループＧｕ１とＧｄ１との代表周波数差が静止物に対応する周波数差であるので、両者の信号強度プロファイルの一致度を高める方向に修正する。たとえば信号強度プロファイルの一致度を相関係数として求める場合に、１．０との差を一定の割合で近づけた値（例えば１／２）で評価する。例えばグループＧｕ１とＧｄ１との信号強度プロファイルの相関係数が０．７、Ｇｕ１とＧｄ２との信号強度プロファイルの相関係数が０．８である時、前者は０．７＋（１−０．７）／２＝０．８５として、信号強度プロファイルの一致度を高める。
【００５２】
この時の修正後の信号強度プロファイルの一致度をＭｃ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ＊Ｍｄ＊Ｍｃ′） …(3)
で表される。
【００５３】
次に、第２の実施形態に係るレーダにおける処理内容を図１０〜図１３を参照して説明する。
図１０は第１の実施形態で示した方法により抽出したペアにより算出した各物標の位置を示している。黒丸は各物標の位置である。例えばカードレール、防音壁、中央分離帯、建物の壁面等の連続路側物であれば、図１０の（Ａ）に示すように静止物が近接して複数個検知される。このような連続する静止物を連続静止物として判定する。図１０の（Ａ）に示す例では、２つの連続静止物Ａ１，Ａ２を判定する。
【００５４】
静止物が近接しているかどうかの判断は、所定距離、所定方位角度範囲内に検知された静止物をグループ化していくことにより行う。例えば図１０の（Ｂ）に示すように、ある１つの静止物ＯＢａから所定距離所定方位角度範囲内に存在する静止物ＯＢｂが存在すれば、それを同一グループとみなす。次に、この静止物ＯＢｂについて同様の処理を行い、次々とグループ化する。
【００５５】
この処理は、図１０の（Ｃ）に示すように直交座標上で行ってもよい。すなわち、直交座標上で所定距離範囲内に存在する静止物を逐次グループ化してもよい。
【００５６】
このように連続静止物として判定された領域は、ガードレール、防音壁、中央分離帯、建物の壁面等であるので、普通はその領域内に動体物は存在し得ない。したがって、ペアとして抽出した周波数差から物標の位置および速度を算出した結果、上記連続静止物の領域内に動体物が擬似的に存在することとなった場合、そのペアはミスペアリングであったものとみなすことができる。例えば図１１に示すように、連続静止物の領域Ａ１内に擬似的に存在する速度３０ｋｍ／ｈ，８０ｋｍ／ｈの動体物はミスペアリングによるものとみなす。同様に、連続静止物の領域Ａ２内に擬似的に存在する速度２０ｋｍ／ｈの動体物はミスペアリングによるものとみなす。
【００５７】
なお、現実に連続静止物の領域内に動体物が存在し、その探知結果を除去しても、道路上の走行物体の検出確率等に悪影響を与えることはない。
【００５８】
また、連続静止物の領域より遠方に擬似的に検知された物標に関しては、例えば中央分離帯の向こう側の車線（対向車線）を走行している車両であったり、防音壁やトンネルの壁面等による鏡像であることが多いので、その探知結果も除去する。例えば図１２において物標ＯＢｄは現実に自車両の前方を走行する車両であるが、ＯＢｅは連続静止物の領域Ａ２によるＯＢｄの鏡像であるか、Ａ２が中央分離帯である時にその反対車線を逆走する車両である。したがって、このＯＢｅに関する探知結果は除去し、ホスト装置へは出力しない。
【００５９】
なお、道路上に存在する標識、陸橋等が静止物として検出される場合があるので、自車両の進行方向に存在する連続静止物より遠方の物標に関してはこの除去処理は行わない。なお、自車両の進行方向は、ステアリングホイールの操舵角、ヨーレート、カーナビ等の情報から検出することができる。
【００６０】
図１３は上述の処理手順を示すフローチャートである。この処理は第１の実施形態で図５に示した処理手順に続いて行うものである。
まず、上述した連続静止物の判定を行い、その存在する領域を求める（ｓ２１→ｓ２２）。続いて、その連続静止物の領域内に擬似的に動体物が存在することになるか否かを判定する（ｓ２３）。この連続静止物の領域内に動体物が擬似的に存在することになるような組み合わせ（ペアリング）をミスペアリングとして扱い、そのようなペアリングを避けるように再度ペアリングを行う（ｓ２４）。
【００６１】
また連続静止物の領域より遠方に動体物が擬似的に存在する場合に、その物標の検知結果を除去する（ｓ２５）。その後、新たな探知結果のデータを作成し、ホスト装置へ出力する（ｓ２６）。
【００６２】
【発明の効果】
この発明によれば、静止物に対応した上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部に対応する突出部の組み合わせのペア評価値には所定の重みを付けた上で、該ペア評価値の高い順に突出部の組み合わせを抽出するようにしたので、静止物の検知が容易となり、静止物以外の、例えば前方の走行車両の探知がより確実に行えるようになる。
【００６３】
また、この発明によれば、上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部との信号強度の一致度を、前記周波数差に対応する突出部の組み合わせには所定の重みを付けた上で求め、該一致度から前記ペア評価値を求めるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６４】
また、この発明によれば、送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させるようにし、前記第１突出部と前記第２突出部との方位の一致度を、前記周波数差に対応する突出部の組み合わせには所定の重みを付けた上で求め、該一致度から前記ペア評価値を求めることにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６５】
同様に、方位方向の信号強度プロファイルの相関度を、前記周波数差に対応する突出部の組み合わせには所定の重みを付けた上で求め、該相関度から前記ペア評価値を求めることにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６６】
また、この発明によれば、静止物に対応する周波数差の関係となるペアの方位方向または距離方向の連続性に基づいて連続静止物を判定するようにしたので、探知物標の大多数を占める連続静止物の存在領域を確実に検知でき、相対的に前方の走行車両等の動体物を確実に検知できるようになる。
【００６７】
また、この発明によれば、前記連続静止物の存在領域に擬似的に動体物が検知された時、対応するペアの抽出が誤りであったものと判定するようにしたので、ペア抽出の誤りがより確実に抑えられる。
【００６８】
また、この発明によれば、前記連続静止物より遠方に検知した物標については、その結果を出力しないようにしたので、探知した物標のうち、実質的に問題となる物標のみをホスト装置へ出力することができ、全体のデータ処理量を削減でき、探知結果に基づく処理を高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーダの構成を示すブロック図
【図２】同レーダの上り変調区間と下り変調区間に生じるビート信号の周波数差の例を示す図
【図３】自車両前方に存在する各種物標の例を示す図
【図４】上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルの例を示す図
【図５】同レーダの処理手順を示すフローチャート
【図６】自車両前方の車両の状態と周波数スペクトルの例を示す図
【図７】上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の信号強度の差の例を示す図
【図８】ビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のビーム方位および周波数軸上の分布の例を示す図
【図９】突出部グループの方位方向の信号強度プロファイルの例を示す図
【図１０】連続静止物およびその存在領域の例を示す図
【図１１】連続静止物領域中に擬似的に検知された動体物の例を示す図
【図１２】連続静止物の領域とその他の検知された物標の位置関係の例を示す図
【図１３】連続静止物に関する処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１−ＲＦブロック
２−信号処理ブロック
３−誘電体レンズ
４−１次放射器
５−サーキュレータ
６−カプラ
７−アイソレータ
８−ＶＣＯ
９−ミキサ
１６−スキャンユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radar that detects a target by transmitting and receiving radio waves obtained by frequency-modulating continuous waves.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, FM-CW radar using millimeter waves has been developed as a vehicle-mounted radar. The FM-CW radar detects a target by transmitting and receiving radio waves obtained by frequency modulation (FM) of a continuous wave (CW). That is, a transmission signal that repeats an uplink modulation interval in which the frequency gradually increases and a downlink modulation interval in which the frequency gradually decreases is transmitted so that a reception signal including a reflection signal from the target is received. The relative distance and the relative speed of the target are obtained based on the frequency spectrum of the beat signal that is a signal of the frequency difference between the target and the beat signal. Further, the above operation is performed for one beam directed in a predetermined direction, and the direction of the target distributed over the predetermined azimuth angle range is obtained by sequentially changing the beam direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When there is a single target, a single protrusion occurs in the frequency spectrum of the beat signal based on the reflected wave from the target in the upstream modulation section and the downstream modulation section. Therefore, the peak frequency of the protruding portion is based on the frequency of the beat signal in the upstream modulation section (hereinafter referred to as “upbeat frequency”) and the frequency of the beat signal in the downstream modulation section (hereinafter referred to as “downbeat frequency”). Thus, the relative distance and relative speed of the target can be obtained.
[0004]
However, when there are a plurality of targets in the detection range, a large number of protrusions are generated in the frequency spectrum in each of the upstream modulation section and the downstream modulation section for the same beam. For this reason, there is a possibility that a mistake may occur in a combination (hereinafter referred to as “pairing”) of a plurality of upbeat frequencies and a plurality of downbeat frequencies.
In addition, when used as an on-vehicle radar, it is important to determine the vehicle and a stationary object.
[0005]
Therefore, (1) Japanese Patent Laid-Open No. 7-98375 discloses a radar in which a target having the same relative speed as the vehicle speed is determined as a stationary object. {Circle around (2)} Japanese Patent Laid-Open No. 5-232214 discloses a radar that determines that a signal having a wide frequency spectrum of beat signals at the same relative speed as the vehicle speed is a stationary object. (3) Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-211811 discloses a radar which is determined to be a continuous roadside object when a peak of a predetermined density or higher exists in the frequency spectrum of the beat signal. Also, {circle over (4)} JP-A-2000-147103 discloses a radar in which data based on a stationary object is estimated from past stationary object position data.
[0006]
However, according to the study by the present inventors, it has been found that such a conventional radar has the following problems.
[0007]
In the radar of (1) and (2), if an error occurs in pairing, a stationary object cannot be detected, and it is erroneously detected that a moving object exists at a certain distance in the direction of the stationary object.
[0008]
In the radar of (3), a target narrow in the azimuth direction such as a road sign or some support cannot be detected as a roadside object.
[0009]
In the radar of item (4), continuous roadside objects and the like do not always have a high reflected signal intensity from the same position (orientation), so it is not easy to extract from the history.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a radar which solves the above-described problems, makes it easy and reliable to detect a stationary object, and suppresses a pairing error.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention transmits a transmission signal in which an uplink modulation section in which the frequency gradually increases and a downlink modulation section in which the frequency gradually decreases repeatedly change in a triangular wave shape in time, and a reception signal including a reflection signal from a target is obtained. A transmission / reception means for receiving;
Frequency analysis means for obtaining data relating to a frequency spectrum of a beat signal that is a signal of a frequency difference between the transmission signal and the reception signal;
A pair of a first protrusion that appears in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and a second protrusion that appears in the frequency spectrum of the beat signal in the downstream modulation section, caused by the same target, is extracted. A pair extraction means;
A radar having means for detecting at least one of a relative distance and a relative speed of a target on the basis of the frequencies of the two protruding portions forming the pair;
Provided with means for inputting data on the moving speed of a moving object equipped with the radar, measured by means other than the radar,
The pair extraction means back-calculates the frequency difference of the protruding portion appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and the downstream modulation section, corresponding to the stationary object, based on the moving speed data, and corresponds to the frequency difference. Do A predetermined weight is assigned to the pair evaluation value of the combination of protrusions, and the combination of protrusions is selected in descending order of the pair evaluation value. It is characterized by being extracted.
[0012]
As the pair extraction means, the degree of coincidence of the signal intensity between the first protrusion and the second protrusion is determined. The combination of protrusions corresponding to the frequency difference is given a predetermined weight. Find and match Obtain the pair evaluation value from .
[0013]
In addition, the present invention includes a scanning unit that changes a beam direction of the transmission signal over a predetermined scanning range, and the pair extraction unit has the degree of coincidence of the direction between the first projecting portion and the second projecting portion. The combination of protrusions corresponding to the frequency difference is given a predetermined weight. Find and match Obtain the pair evaluation value from .
[0014]
Further, according to the present invention, the pair extraction means determines the correlation degree of the signal intensity profile in the azimuth direction between the first protrusion and the second protrusion. The combination of protrusions corresponding to the frequency difference is given a predetermined weight. The degree of correlation Obtain the pair evaluation value from .
[0015]
In addition, the present invention is characterized in that means for determining a continuous stationary object when a predetermined number of pairs having a frequency difference relationship corresponding to a stationary object continues in a azimuth direction or a distance direction is provided. .
[0016]
Further, the present invention is provided with means for determining in the existence region of the continuous stationary object that a pair having a frequency difference relationship corresponding to the stationary object is detected as an error when the pair is detected. It is a feature.
[0017]
In addition, the present invention is characterized by providing means for preventing the detection result of a target detected farther from the continuous stationary object from being output.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A configuration of a radar according to an embodiment of the present invention is shown as a block diagram in FIG.
In FIG. 1, 1 is an RF block and 2 is a signal processing block. The
[0019]
A portion indicated by 16 in the
[0020]
FIG. 2 shows an example of the difference in frequency change between the transmission signal and the reception signal due to the distance to the target and the relative speed. The frequency difference between the transmission signal and the reception signal when the frequency of the transmission signal increases is the upbeat frequency f. BU The frequency difference between the transmission signal and the reception signal when the frequency of the transmission signal decreases is the frequency f of the downbeat. BD It is. Δf is a frequency deviation width. A shift (time difference) between the transmission signal and the reception signal on the time axis of the triangular wave corresponds to the round-trip time of the radio wave from the antenna to the target. Further, the shift on the frequency axis between the transmission signal and the reception signal is the Doppler shift amount, which is caused by the relative speed of the target with respect to the antenna. Upbeat f by this time difference and Doppler shift amount BU And downbeat f BD The value of changes. That is, by detecting the upbeat and downbeat frequencies, the distance from the radar to the target and the relative speed of the target with respect to the radar are calculated.
[0021]
FIG. 3 shows an example of the relationship between the direction of the transmission / reception beam of the radar and a plurality of targets. Here, Bo is the front direction of the radar mounted on the vehicle. B + 1, B + 2... Indicate the beam orientations when the beam orientation is changed from the front to the right. Similarly, B-1, B-2,... Indicate the beam orientations when the beam orientation is changed from the front to the left.
[0022]
The targets OB2 and OB5 shown in a circle in FIG. 3 are fixed roadside objects. In addition, the targets OB1, OB3, and OB4 represented by squares are other vehicles existing in front of the host vehicle. Arrows indicate their travel directions.
[0023]
In FIG. 3, the relative speed of a roadside object such as OB2 and OB5 and a stationary object such as a parked vehicle on the road is the same speed as the own vehicle speed. Therefore, pairing accuracy is improved by performing pairing using the vehicle speed data obtained by the vehicle speed sensor.
[0024]
In normal driving conditions without traffic jams, the number of targets captured by the radar is greater than that of stationary objects such as guardrails, signs, noise barriers, and street lights. In addition, since the traveling vehicle often travels at a predetermined inter-vehicle distance except during a traffic jam, the two vehicles have the same frequency difference (upbeat frequency and downbeat frequency) as a stationary object. There is almost no situation that results in an interval corresponding to (difference).
[0025]
Therefore, the frequency difference of the protruding portion appearing in the frequency spectrum of the up-modulation section and the down-modulation section corresponding to the stationary object is calculated backward based on the vehicle speed, and a pair corresponding to the frequency difference is first extracted, and then the remaining protrusion The distance and speed of the target of the moving object are calculated by performing pairing among the parts.
[0026]
FIG. 4 shows an example of the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and the downstream modulation section. Here, the solid line represents the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section, and the broken line represents the frequency spectrum of the beat signal in the downstream modulation section. In the frequency range shown in FIG. 4, three protrusions occur in the beat signal in the upstream modulation section, and two protrusions occur in the beat signal in the downstream modulation section. At this time, when the vehicle speed V is 100 km / h, if the center frequency f0 of the modulation signal is f0 = 76.5 GHz, the frequency of the beat signal in the upstream modulation section and the beat in the downstream modulation section The difference from the signal frequency is as follows.
[0027]
[0028]
In the example shown in FIG. 4, the two protrusions appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and the two protrusions appearing in the frequency spectrum of the beat modulation section have a frequency difference of 28.3 kHz. These are each extracted as a pair. That is, two stationary objects can be detected.
[0029]
However, the following problem arises only by extracting the protrusions having a frequency difference corresponding to the stationary object as a pair.
[0030]
In the above example, when the frequency deviation width Δf = 300 MHz, the reciprocal of the modulation period, that is, the modulation period fm is 500 Hz, and two vehicles are traveling at 100 km / h at intervals of about 14.1 m,
Beat signal frequency difference f B (= F BU -F BD )
[0031]
From this relationship, the peak frequency interval of the protrusions due to the reflected waves of the two vehicles substantially matches the frequency difference caused by the stationary object.
[0032]
FIG. 6 shows an example. FIG. 6 shows the frequency spectrum of the beat signal and the states of the two vehicles for the upstream modulation section and the downstream modulation section. (A) shows a spectrum generated by a vehicle of 0 km / h, that is, a stationary vehicle, and (B) shows that two vehicles are traveling at a distance of 14.1 m at a distance of 100 km / h in front of the vehicle. The spectrum is shown.
[0033]
Thus, when performing pairing between two protrusions generated by two targets, there is a risk that the protrusions that are a combination of a frequency difference of 28.3 kHz corresponding to a stationary object are preferentially extracted as a pair. is there.
[0034]
Further, as other situations, there is a risk that a moving object and a stationary object may be recognized and mistaken even in a place where a sharp curve exists or a vehicle that performs dangerous traveling exists.
[0035]
Therefore, instead of pairing only with a combination in which the frequency difference of the beat signal between the upstream modulation section and the downstream modulation section is related to the frequency difference caused by the stationary object, the following pair is extracted so that a more likely pair is extracted as a pair. Perform the following process.
[0036]
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the
[0037]
Subsequently, a portion where the signal intensity of the frequency spectrum protrudes in a mountain shape is detected, and the peak frequency and the signal intensity at the peak frequency are extracted (s5).
[0038]
Thereafter, with reference to the peak frequency extracted in the previous adjacent beam azimuth and its signal intensity, it is determined in which group the peak frequency in the current beam azimuth and the signal intensity are to be placed (s6). That is, those whose peak frequency difference is within a certain frequency are grouped.
[0039]
Thereafter, the beam azimuth is displaced by one beam, and the same processing is performed (n7 → s8 → s3 →...).
[0040]
By repeatedly performing the above processing up to the final beam, the peak frequency spectrum for each beam azimuth in the upstream modulation section and the downstream modulation section is obtained for the detection range extending in a predetermined width in the azimuth direction.
[0041]
Subsequently, the representative azimuth, the representative peak frequency, and the representative signal intensity of each group are found as a pair candidate and a level profile in the azimuth direction (s9). For example, the center direction of the group extending in the beam direction and the frequency axis direction is set as the representative direction, the center of the frequency range extending on the frequency axis in that direction is set as the representative peak frequency, and the signal intensity at the representative peak frequency is set as the representative signal intensity. . Further, a change in signal strength in the azimuth direction at the representative frequency of the group is obtained as a signal strength profile. Representative values of these groups are obtained for the upstream modulation section and the downstream modulation section, respectively.
[0042]
Thereafter, matching is weighted so that pairs having a frequency difference relationship corresponding to a stationary object among the pair candidates are preferentially paired, and then pairing is performed (s10 → s11).
[0043]
Here, when the coincidence degree of the signal intensity is Ma, the coincidence degree of the direction is Md, the coincidence degree of the signal intensity profile is Mc, and the weight of the pair evaluation value representing the pairiness is m.
Pair evaluation value E is
E = m (Ma * Md * Mc) (1)
Represented as: These matching degrees Ma, Md, and Mc are coefficients of 0 to 1, and the weight m is a value of 1 or more.
[0044]
The pair evaluation value E is obtained for all combinations of the representative values of the protruding portion groups extracted as the pair candidates, and the pairs are set in order from the largest value. The weight m gives a large value greater than 1 to a pair having a frequency difference corresponding to a stationary object. For other pairs, m = 1.
[0045]
In the above example, the pair evaluation value E is obtained by multiplying the degree of coincidence of the signal intensity, the degree of coincidence of the azimuth, and the degree of coincidence of the signal intensity profile by the weight m, but the frequency difference corresponding to the stationary object is obtained. The above three matching degrees may be individually corrected so that combinations are preferentially extracted as pairs.
[0046]
FIG. 7 shows an example of correcting the coincidence degree of signal strength. Here, A and B are protrusions appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section, and α and β are protrusions appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the downstream modulation section. Here, in the example shown in FIG. 7, the difference in signal intensity between α and A is 3 dB, and the difference in signal intensity between α and B is 1 dB. However, since the combination of α and A is a frequency difference corresponding to a stationary object, the difference in signal intensity is reduced by 3 dB to obtain the degree of coincidence of signal intensity. Therefore, the difference between the signal strengths of α and A becomes 0 dB after correction, and the combination of α and A is prioritized over the combination of α and B. If the signal strength coincidence after correction is Ma ′, the overall pair evaluation value E is
E = (Ma ′ * Md * Mc) (2)
It is represented by
[0047]
FIG. 8 shows an example of correcting the degree of coincidence of directions. 8A shows the peak frequency of the protrusions appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section for each beam with different azimuth, and FIG. 8B shows the frequency spectrum of the beat signal in the downstream modulation section. It is a figure which shows the peak frequency of the protrusion part which appears in. Here, the horizontal axis represents the beam direction, and the vertical axis represents the frequency of the protrusion included in the frequency spectrum, which is expressed in rectangular coordinates.
[0048]
In this example, as shown in (A), in the upstream modulation section, a group Gu1 having protrusions extending in the azimuth direction and the frequency axis direction around the beam azimuth Bj and the frequency Fa is generated. Further, as shown in (B), a group Gd1 having protrusions extending in the azimuth direction and the frequency axis direction is generated around the beam azimuth Bi and the frequency Fb in the downstream modulation section. In the downlink modulation section, a group Gd2 in which protrusions spread in the azimuth direction and the frequency axis direction with respect to the beam azimuth Bk and the frequency Fc is generated.
[0049]
Here, when the frequency difference between the representative frequency Fa of the group Gu1 and the representative frequency Fc of the group Gd2 is a frequency difference corresponding to a stationary object, the orientation of the representative orientation Bj of the group Gu1 and the representative orientation Bk of the group Gd2 Those with an angle difference within ± 1.0 ° are considered to have the same orientation. Since the frequency difference between the representative frequency Fa of the group Gu1 and the representative frequency Fb of the group Gd1 is not a frequency difference corresponding to the stationary object, the angle difference between the representative directions of both groups is handled as the difference between Bj and Bi.
[0050]
In this way, the orientation coincidence is corrected. If the corrected orientation coincidence at this time is Md ′, the overall pair evaluation value E is
E = (Ma * Md ′ * Mc) (2)
It is represented by
[0051]
FIG. 9 shows an example of correcting the coincidence degree of signal intensity profiles.
Here, since the representative frequency difference between the groups Gu1 and Gd1 is a frequency difference corresponding to a stationary object, it is corrected so as to increase the degree of coincidence between the two signal intensity profiles. For example, when the degree of coincidence of the signal intensity profiles is obtained as a correlation coefficient, the evaluation is performed with a value (for example, 1/2) in which the difference from 1.0 is approximated at a constant rate. For example, when the correlation coefficient of the signal intensity profile between the groups Gu1 and Gd1 is 0.7 and the correlation coefficient of the signal intensity profile between the Gu1 and Gd2 is 0.8, the former is 0.7+ (1−0.7 ) /2=0.85, the coincidence degree of the signal intensity profiles is increased.
[0052]
If the degree of coincidence of the corrected signal intensity profile at this time is Mc ′, the overall pair evaluation value E is
E = (Ma * Md * Mc ′) (3)
It is represented by
[0053]
Next, processing contents in the radar according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 shows the position of each target calculated by the pair extracted by the method shown in the first embodiment. The black circle is the position of each target. For example, in the case of a continuous roadside object such as a card rail, a soundproof wall, a median strip, or a wall of a building, a plurality of stationary objects are detected in proximity to each other as shown in FIG. Such a continuous stationary object is determined as a continuous stationary object. In the example shown in FIG. 10A, two continuous stationary objects A1 and A2 are determined.
[0054]
Whether a stationary object is close is determined by grouping stationary objects detected within a predetermined distance and a predetermined azimuth angle range. For example, as shown in FIG. 10B, if there is a stationary object OBb within a predetermined azimuth angle range from a certain stationary object OBa, it is regarded as the same group. Next, the same processing is performed on the stationary object OBb, and the stationary object OBb is grouped one after another.
[0055]
This processing may be performed on orthogonal coordinates as shown in FIG. That is, stationary objects existing within a predetermined distance range on the orthogonal coordinates may be sequentially grouped.
[0056]
Since the area determined as a continuous stationary object is a guardrail, a soundproof wall, a median strip, a wall surface of a building, or the like, normally there cannot be moving objects in the area. Therefore, when the position and velocity of the target are calculated from the frequency difference extracted as a pair, and a moving object is present in the region of the continuous stationary object, the pair is mispairing. Can be regarded as For example, as shown in FIG. 11, moving objects having speeds of 30 km / h and 80 km / h that exist in the region A1 of the continuous stationary object are considered to be due to mispairing. Similarly, a moving object having a speed of 20 km / h that exists in the continuous stationary object region A2 is considered to be caused by mispairing.
[0057]
Note that there are actually moving objects in the region of the continuous stationary object, and even if the detection result is removed, the detection probability of the traveling object on the road is not adversely affected.
[0058]
In addition, for a target that is detected in a distance from the area of the continuous stationary object, for example, a vehicle traveling in a lane (opposite lane) beyond the median strip, or a soundproof wall or a tunnel wall In many cases, the detection result is also removed. For example, in FIG. 12, the target OBd is a vehicle that actually travels in front of the host vehicle, but OBe is a mirror image of OBd by the area A2 of the continuous stationary object, or the opposite lane when A2 is the median strip. It is a vehicle that runs backward. Therefore, the detection result related to this OBe is removed and is not output to the host device.
[0059]
In addition, since signs, overpasses, and the like existing on the road may be detected as stationary objects, this removal process is not performed for targets farther than continuous stationary objects existing in the traveling direction of the host vehicle. Note that the traveling direction of the host vehicle can be detected from information such as the steering angle of the steering wheel, the yaw rate, and the car navigation system.
[0060]
FIG. 13 is a flowchart showing the above-described processing procedure. This processing is performed following the processing procedure shown in FIG. 5 in the first embodiment.
First, the above-described continuous stationary object is determined, and an area in which it exists is obtained (s21 → s22). Subsequently, it is determined whether or not a moving object is present in the region of the continuous stationary object (s23). A combination (pairing) in which a moving object exists in the continuous stationary object region is treated as mispairing, and pairing is performed again to avoid such pairing (s24). .
[0061]
If a moving object exists in a pseudo-distance from the continuous stationary object region, the detection result of the target is removed (s25). Thereafter, new detection result data is created and output to the host device (s26).
[0062]
【The invention's effect】
According to this invention, the protruding portion appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and the downstream modulation section corresponding to the stationary object The pair evaluation value of the combination of protrusions corresponding to is given a predetermined weight, and the combination of protrusions is in descending order of the pair evaluation value Since the extraction is performed, detection of a stationary object becomes easy, and detection of, for example, a traveling vehicle ahead of the stationary object can be performed more reliably.
[0063]
In addition, according to the present invention, the degree of coincidence of the signal intensity between the first protrusion that appears in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and the second protrusion that appears in the frequency spectrum of the beat signal in the downstream modulation section Is obtained after a predetermined weight is added to the combination of protrusions corresponding to the frequency difference, and the pair evaluation value is obtained from the degree of coincidence. By doing so, the probability of mispairing is relatively suppressed, and pairs of stationary objects can be extracted more reliably.
[0064]
Further, according to the present invention, the beam orientation of the transmission signal is changed over a predetermined scanning range, and the degree of coincidence of the orientation between the first protrusion and the second protrusion is determined. The combination of protrusions corresponding to the frequency difference is obtained with a predetermined weight, and the pair evaluation value is obtained from the degree of coincidence. As a result, the probability of mispairing is relatively suppressed, and pairs of stationary objects can be extracted more reliably.
[0065]
Similarly, the signal strength profile in the azimuth direction The degree of correlation is obtained after a predetermined weight is added to the combination of protrusions corresponding to the frequency difference, and the pair evaluation value is obtained from the degree of correlation. As a result, the probability of mispairing is relatively suppressed, and pairs of stationary objects can be extracted more reliably.
[0066]
In addition, according to the present invention, since the continuous stationary object is determined based on the continuity in the azimuth direction or the distance direction of the pair that is related to the frequency difference corresponding to the stationary object, the majority of the detection targets are obtained. It is possible to reliably detect the area where the continuous stationary object occupies and to detect relatively moving objects such as a traveling vehicle ahead.
[0067]
Further, according to the present invention, when a moving object is detected in the presence region of the continuous stationary object, it is determined that the corresponding pair is extracted incorrectly. Is more reliably suppressed.
[0068]
In addition, according to the present invention, since the result of the target detected farther than the continuous stationary object is not output, only the target that is substantially problematic among the detected targets is hosted. The data can be output to the apparatus, the entire data processing amount can be reduced, and the processing based on the detection result can be accelerated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a frequency difference between beat signals generated in an upstream modulation section and a downstream modulation section of the radar
FIG. 3 is a diagram showing examples of various targets existing in front of the host vehicle.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of a beat signal in an upstream modulation section and a downstream modulation section
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the radar.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state of a vehicle and a frequency spectrum in front of the host vehicle.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a difference in signal strength between protrusions appearing in a frequency spectrum of a beat signal in an upstream modulation section and a downstream modulation section;
FIG. 8 is a diagram showing an example of the beam orientation and the distribution on the frequency axis of the protruding portion appearing in the frequency spectrum of the beat signal.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a signal intensity profile in the azimuth direction of a protrusion group.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a continuous stationary object and its existing area
FIG. 11 is a diagram showing an example of a moving object that is detected in a pseudo manner in a continuous stationary object region;
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a positional relationship between a continuous stationary object region and other detected targets;
FIG. 13 is a flowchart showing a processing procedure related to a continuous stationary object.
[Explanation of symbols]
1-RF block
2-signal processing block
3-dielectric lens
4-1 Primary radiator
5-circulator
6-coupler
7-Isolator
8-VCO
9-Mixer
16-scan unit
Claims (7)
前記送信信号と前記受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに関するデータを求める周波数分析手段と、
同一物標に起因して生じた、前記上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、前記下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部とのペアを抽出するペア抽出手段と、
該ペアをなす２つの突出部の周波数に基づいて、物標の相対距離・相対速度の少なくとも一方を検知する手段とを備えたレーダにおいて、
当該レーダが搭載された移動体の移動速度のデータを入力する手段を設け、
前記ペア抽出手段が、前記移動速度のデータに基づき、静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算するとともに、該周波数差に対応する突出部の組み合わせのペア評価値には所定の重みを付けた上で、該ペア評価値の高い順に突出部の組み合わせを抽出するようにしたレーダ。A transmission / reception means for transmitting a transmission signal that alternately repeats an uplink modulation section in which the frequency gradually increases and a downlink modulation section in which the frequency gradually decreases, and that receives a reception signal including a reflection signal from a target; and
Frequency analysis means for obtaining data relating to a frequency spectrum of a beat signal that is a signal of a frequency difference between the transmission signal and the reception signal;
A pair of a first protrusion that appears in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and a second protrusion that appears in the frequency spectrum of the beat signal in the downstream modulation section, caused by the same target, is extracted. A pair extraction means;
A radar having means for detecting at least one of a relative distance and a relative speed of a target on the basis of the frequencies of the two protruding portions forming the pair;
A means for inputting data on the moving speed of the moving body on which the radar is mounted is provided.
The pair extraction means back-calculates the frequency difference of the protruding portion appearing in the frequency spectrum of the beat signal in the upstream modulation section and the downstream modulation section, corresponding to the stationary object, based on the moving speed data, and corresponds to the frequency difference. A radar which adds a predetermined weight to a pair evaluation value of a combination of protrusions to be extracted, and extracts a combination of protrusions in descending order of the pair evaluation value .
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